Алгоритм ва унинг турлари, хоссалари.

АЛГОРИТМ ТУШУНЧАСИ, УНИ ИФОДАЛАШ УСУЛЛАРИ.

Гиждувон маиший хизмат касб – хунар коллежи

Информатика ва АТ фани укитувчиси Зайниев Х.А.

Информатикада масала ечиш тушунчаси деганда ахборотларни қайта ишлаб, натижани олдиндан белгиланган маълум бир кўринишга олиб келиш тушунилади. ЭҲМдан фойдаланиб масалани ечиш - яратилган алгоритмга асосланган ҳолда дастлабки маълумотлар устида автоматик тарзда амаллар бажарилиб, изланган натижа(натижалар) кўринишига келтириш демакдир. Масалаларни ЭҲМда ечиш боскичлари. ЭҲМдан фойдаланиб, "илмий-техник масалани ечиш" тушунчаси кенг маънодаги сўз бўлиб, қуйидаги боскичларга булинади:

1. Масаланинг қўйилиши ва максаднинг аниқ ланиши;

2. Масалани математик ифодалаш;

3. Масалани ечиш услубини ишлаб чикиш, сонли усулларни танлаш;

4. Масалани ечиш алгоритмини ишлаб чикиш;

5. Маълумотларни тайерлаш ва таркибини аниқ лаш(танлаш);

6. Дастурлаш;

7. Дастур хатоларини тузатиш;

8. Дастурни автоматик тарзда ЭҲМда бажарилиши;

9. Олинган натижаларни изоҳлаш, таҳлил қилиш ва дастурдан

фойдаланиш учун кўрсатма ёзиш.

1-боскич. Масланинг қўйилиши ва максадни аниқ лаш.

Халк хужалигининг муайян сохаси (техника, иқтисод , лингвистика, таълим ва х.к.) буйича ишлаётган (ишла-ган) малакали ва етакчи мутахассис томонидан бажариладиган иш. Қўйилган максадни амалга ошириш учун керакли маълумотлар таркиби, тузилиши, ифодаланиши аниқ ланган бўлиб, улар орасидаги богланишлар аниқ ифодаланган бўлса, масала қўйилган деб ҳисобланади.

2-боскич. Масалани математик ифодалаш.

Бу боскичда масалани ечиш учун керакли ва етарли бўлган дастлабки маълумотларни таркиби, тавсифи, тури, тузилиши ҳисобга олинган ҳолда математик терминларда ифодаланади, ҳамда масалани ечишнинг математик модели яратилади. Бунинг учун ҳар хил математик аппарат иш-латилиши мумкин. Масалан, иқтисод сохасидаги мутахасислар-чизикли дастурлаш, динамиқ дастурлаш, стохастик дастурлаш, башорат(прогноз) қилиш билан боғлиқ масалаларни ечиш-нинг математик аппаратини билишлари керак; техник сохасидаги мўта-хассислар оддий дифференциал тенгламалар ва уларнинг тизимлари, механиқ анинг четки (краевые) масалаларини, газ динамиқасига оид масалаларни, интеграл кўринишдаги масалаларни ифодалаш ва ечиш учун ишлатиладиган математик аппаратни тулик тушуниб етган бўлиши керак. Мутахассис уз сохасини ҳар томонлама яхши урганган ва амалий жихатдан пухта ўзлаштирган ва қўлланиладиган ҳар хил математик аппаратни барча имкониятларини тулик тушуниб етган ва амалиетга куллай оладиган бўлиши керак.

3-боскич. Масалани ечиш усулини ишлаб чикиш, сонли усулни танлаш.

Агар дастлабки маълумотлар билан изланаетган натижа(миқдорлар, маълумотлар) уртасида аниқ боғлиқлик (қонуният) урнатилган бўлиб ва масалани ечиш услуби ишлаб чиқилган бўлса ёки уша богланишни амалга ошириш учун тайер сонли усуллар танлаб олиниб (масала учун, масаланинг бир қисми учун) масалани ечиш услуби яратилган бўлса, масаланинг ечиш услуби ишлаб чи килган дейилади. x-дастлабки маълумотлар; y-натижа максад функцияси, изланаетган миқдорлар бўлса, улар орасидаги богланиш y=f(х) каби олиниши мумкин.

f-дастлабки маълумотлар билан натижа богловчи қонуният, коидалар мажмуаси, яъни x маълумотлар устида бажариладиган амаллар кетма-кетлиги ёки танлаб олинган усул. Масалани ечишнинг ишлаб чиқилган услуби ёки танлаб олинган усулнинг тўғрилиги, самарадорлиги кейинги боскичларда текширилиб, аниқ ланади.

4-боскич. Масалани ечиш алгоритмини яратиш.

4-боскичда асосан масалани ечиш алгоритми яратилади. Масалани ечиш алгоритми ЭҲМнинг имкониятларини, ечиш аниқ лилигини, ҳамда масалани ЭҲМда ечиш вақтини ва қийматини ҳисобга олган ҳолда яратилса максадга

мувофик келган бўлади. Масала алгоритмининг яратилишида оралик маълумотларни иложи борича камайтириш, ташки кўрилмалар билан бўладиган алокаларни минимумга келтириш керак. Дастурни самарадор ва унумдорлиги, масалани ечиш алгоритмининг канчалик пухта ташкил қилинганлигига боғлиқ.

3 - 4 боскичлар бир-бири билан жипс, мустахкам богланган. Яъни яратилган услубни ҳар-хил усуллар билан амалга ошириш мумкин, шу сабабдан масалани ечиш услуби ва алгоритмини бир неча вариантлари бўлиши мумкин ва кераклисини танлаб олинади. Мураккаб масаланинг алгоритмини яратишда қадамба-қадам ойдинлаштириш услубидан фойдаланган маъкул, ҳар-бир қадамда алгоритмда таркиби содда ва тушунарли бўлиб колишига эришмок керак. Масалани алгоритмлаш жараёнида, алгоритмни баъзи булакларини, лавхаларини, мантикан алоҳида қисмларни ифодалашда типик алгоритмлар ва амалиетда текширилган алгоритмлардан иложи борича, кўп фойдаланган маъкул. Алгоритмлашда модуллик приципидан фойдаланиш алгоритмни ўқиш да ва дастурлашда қулайликлар яратади. Охир окибатда масалани ечиш алгоритми ишчи холатга келтирилади, яъни алгоритм график кўринишда бирор алгоритмик тил воситасида ифодалаш даражасига келтирилади. Алгоритмлаш масалани ечиш боскичи бўлиб, масалага қўйилган шарт ва талаблар асосида охирги натижани, масалани ечимини олиш учун ишлаб чиқиладиган алгоритмларнинг яратилиши билан шугулланадиган информатиканинг бўлимидир. Алгоритм деб, масалани ечиш учун бажарилиши лозим бўлган амаллар кетма-кетлигини аниқ тавсиф-лайдиган коидалар тизимига айтилади.

5-боскич. Маълумотларни тайёрлаш ва таркибини аниқ лаш.

Маълумотларни тасвирлаш усулини танлаш алгоритмни бажарилиши билан чамбарчас боғлиқ. Шу сабабдан маълумотни тасвирлашнинг шундай турини, усулини танлаш керакки масалани ечиш жараёни содда ва тушунарли булсин. Маълумотлар оддий ўзгарувчилар кўринишида (бу хол жуда кам учрайди), массив кўринишида, алоҳида маълумот файллари (кетма-кет уқиладиган ёки бевосида уқиладиган) кўринишда ахборот ташувчида жойлашган бўлиши мумкин.

6-боскич.Дастурлаш.

Масалани ишчи холатга келтирилган ечиш алгоритмини танланган алгоритмик тил воситасида ифодалаш (тавсифлаш,тасвирлаш) дастурлаш дейилади. Алгоритмнинг ҳар бир майда булаги алгоритмик тилнинг операторлари ёрдамида, тилнинг синтаксис ва семантика коидалари асосида ёзиб чиқилади. Алгоритм мукаммал тузилган бўлса, дастурлашда қийинчилик туғилмайди. Дастурлаш жараёнида қуйидаги таклифлар инобатга олинса, хатоларни тузатиш жараёни енгиллашади.

1. Дастур умумий бўлиши керак, яъни маълумотларни аниқ бирор турига боғлиқ бўлмаслиги керак, массивнинг чегара параметрларини текширмок лозим(массив элементларининг сони 0 ёки 1 бўлиб колиш, ёки юқори чегарасидан ошиб кетиш холати).

2. Ўзгармас катталик ҳамда ўзгарувчи катталик кўринишида ишлатиш. Дастурда киритиладиган маълумотларни назорат қилиш қисми бўлиши керак.

3. Дастурдаги арифметик амалларни камайтириш ва дастурни ишлашини тёзлатиш учун:

- даражага ошириш амаллари кўпайтириш амали билан алмаштирилгани маъкул;

- бир хил маълумот билан ҳисобланаетган арифметик (алгебраик) ифодаларни бир марта ҳисоблаб қийматини бирор ўзгарувчида саклаб ишлатиш;

- такрорлашларни ташкил қилишда такрорланиш чегарасини текшириш учун ифодалардан эмас, балки оддий ўзгарувчилардан фойдаланиш:

- такрорий ҳисоблашлар таркибида учрайдиган ва такрорланиш давомида қийматини ўзгартирмайдиган ифодаларни такрорланишдан ташқарида ҳисоблаш.

4.Дастурнинг ҳар бир булаги,модули қисмига тушунтиришлар ёзилган бўлиши керак.Дастурдаги тушунтиришлар масалани ечиш кетма-кетлигини ифодаловчи мантиқий кетма-кетликдан иборат булмоги керак. Дастурдаги модуллар, қисмлар аниқ кўрсатилган бўлиши керак. Такрорланиш боши ва такрорланиш охири алоҳида қаторда тургани маъкул.

7-боскич.Дастурнинг хатосини тузатиш.

Масалани ЭҲМда ечиш боскичлари ичидаги кўп вақт талаб қиладиган, мутахассисдан сабр каноат, чидам, акл-заковат, мантиқий тёз фикирлаш, ЭҲМни математик таъминотини, алгоритмик тилнинг барча имкониятларини, отладка қилиш услубини, йўлларини, масаланинг магзини икир-чикирларигича мукаммал билишни талаб қиладиган мураккаб изланувчан жараён. Бу боскич дастурни тест буйича текшириш деб ҳам юритилади. Дастурнинг тўғри ишлаши ва йўл қўйилган хатоликларини аниқ лаб тузатиш, алгоритмни яратишда йўл қўйилган камчиликларни бартараф қилиш, ҳамда танланган усулнинг ярокли ёки яроксиз эканлигини аниқ лаб берувчи жараён. Тест - махсус тайерланган дастлабки маълумотлар бўлиб, улар устида амаллар бажариш билан масалани ечими, натижа олинади. Тест тайерлаш жуда мураккаб иш бўлиб, кулда ҳисоб китоб ишларини бажаришни талаб қилади, ҳамда дастурнинг ҳамма қисмларини, булакларини, модулларини текшириши шарт. Дастурнинг хатосини тузатиш буйича йўл - йуриклар:

1. Махсус тайерланган маълумотлар асосида дастурни кулда ечиб чикиш (имкони бўлса), ёки мантикан алоҳида бўлган булакларни, модулларини кулда ҳисоблаш.

2. Дастурни ва унинг булакларини, модулларини тест ёрдамида текшириш.

3. Дастурни керакли жойларига босиб чиқариш буйругини куйиш (тузатишлардан кейин олиб ташланади).

4. Дастурнинг хатоларини тузатишда, мулокот режимида бажарилганда (СТОП) тухташ буйругидан фойдаланиш.

5. Дастурлаш тилини ва ЭҲМни амал бажарувчи тизими (АТ)нинг махсус хатоларини тузатиш имкониятларидан фойдаланиш.

6. Хатоларни тузатиш жараёнида кам хажмдаги маълумотлар билан ишлашни ташкил қилиш.

8-боскич. Дастурни автоматик тарзда ЭҲМда бажариш.

ЭҲМ хатолари тузатилган, тайерланган дастлабки маълумотлардан фойдаланган ҳолда масаланинг ечимини (ечимларини) автоматик тарзда ҳисоблайди. Агар натижалар масаланинг ечими учун ярокли деб топилса, масалани ечиш тугалланган ҳисобланади, акс ҳолда юқоридаги боскичлар қайтадан кўриб чиқилади.

9-боскич. Олинган маълумотларни изоҳлаш, таҳлил қилиш ва дастурдан фойдаланиш учун йурикнома ёзиш.

Масалани ечиш натижасида олинган сонлар ёки сонлар массиви, матнлар ёки матн кўринишидаги массивлар ҳар тарафлама изоҳлаб тушунтирилади. Дастурдан фойдаланиш учун кургазма ёзиш қуйидагиларни уз ичига олади:

- Дастур ишлаши учун маълумотларни тайерлаш усули, тузилиши аниқ белгиланган;

- Дастурни ишлаш учун ЭҲМни созлаш йўллари;

- Дастурни ишга тушуриш ва ишлаш пайтида бўладиган савол жавоблар;

• Дастурни ишлаш жараёнида келиб чикадиган ҳар хил холатларни бартараф қилиш йўллари аниқ ва пухта тушунарли килиб ёзилган бўлиши керак.

• ФОЙДАЛАНИЛГАН АДАБИЁЛАР

• 1. Абранов В.Г ва бошк. «Введение в языке Паскаль», М.: «Наука», 1998й.

• 2. Петров А.В, Алексеев В.Е. и др., «Вычислительная техника и программирование». Учебник для технических вузов. М.: «Высшая школа», 1990г.

• 3. Файсман А. «Персональное программирование на Турбо-Паскаль», Info-F-infonex-Koinko, 1992г.